Dounreay ( / ˌ d uː n ˈ r eɪ / ; [ 2] шотландский гэльский : Dùnrath ) — небольшое поселение и место расположения двух крупных ядерных установок на северном побережье Кейтнесса в районе Хайленд в Шотландии. Он находится на дороге A836 в девяти милях (четырнадцати километрах) к западу от Терсо .
Ядерные учреждения были созданы в 1950-х годах. Это были Nuclear Power Development Establishment ( NPDE ), теперь известный как NRS Dounreay , для разработки гражданских быстрых реакторов-размножителей , и Vulcan Naval Reactor Test Establishment (NRTE) , военный испытательный центр реакторов для подводных лодок . Оба они больше не выполняют свои первоначальные исследовательские функции и будут полностью выведены из эксплуатации. Эти два учреждения были важным элементом экономики Терсо и Кейтнесса, но с ходом вывода из эксплуатации эта роль будет уменьшаться.
NRS Dounreay перейдет в режим временного ухода и наблюдения к 2036 году и станет заброшенной территорией к 2336 году. Объявление в июле 2020 года о том, что Управление по выводу из эксплуатации ядерных объектов (NDA) возьмет на себя прямое управление площадкой от компании Dounreay Site Restoration Limited (DSRL), выдавшей лицензию на площадку, развеяло опасения по поводу потери 560 рабочих мест. [3]
NRTE должен быть выведен из эксплуатации в соответствии с десятилетним контрактом, который начнется в 2023 году и завершится созданием заброшенной площадки, которая будет передана NDA. [4]
Dounreay — это место расположения замка Dounreay (ныне руины) [5] , а его название происходит от гэльского слова «форт на кургане». [6] Dounreay был местом битвы при Сэндсайд-Чейз в 1437 году. На карте Кейтнесса Роберта Гордона 1642 года в качестве названия замка указано Dounrae . В книге Уильяма Дж. Уотсона « Кельтские топонимы Шотландии» указано, что изначально это название было Dúnrath , что, возможно, является ссылкой на broch .
Dounreay был местом расположения аэродрома Второй мировой войны , названного RAF Dounreay . Он стал HMS Tern (II) в 1944 году, когда аэродром был передан Адмиралтейству из RAF Coastal Command в качестве сателлита HMS Tern в Тватте на Оркнейских островах . Он не участвовал в боевых действиях во время войны и был передан на обслуживание в 1949 году.
В Нижнем Доунрее есть два ядерных объекта, построенных на месте бывшего аэродрома и вокруг него. Участок Nuclear Power Development Establishment принадлежит Управлению по выводу из эксплуатации ядерных объектов (NDA), но ранее принадлежал и управлялся Управлением по атомной энергии Соединенного Королевства . Рядом с этим участком находится Испытательный центр военно-морского реактора Vulcan Министерства обороны . Эти два объекта наиболее известны своими пятью ядерными реакторами , три из которых ранее принадлежали и управлялись UKAEA [7] , а два — Министерством обороны.
Участки примыкают к северной части Атлантического океана , где преобладают юго-восточные ветры.
В 1980-х и 1990-х годах в бывшей башне управления воздушным движением был открыт центр для посетителей. Посетителей отвозили на автобусе в здание PFR, где все электронные приборы, включая часы и камеры, надежно хранились до возвращения. Надевали белые халаты вместе с радиационными значками. Затем проводили экскурсию через воздушный шлюз в здание реактора, обходя активную зону реактора и возвращаясь через ученых, работающих за толстыми экранами из минерального стекла.
Dounreay Nuclear Power Development Establishment был создан в 1955 году в первую очередь для реализации политики правительства Великобритании по разработке технологии гражданских быстрых реакторов-размножителей (FBR). [7] Площадка находилась в ведении Управления по атомной энергии Соединенного Королевства (UKAEA). [7] UKAEA построило там три ядерных реактора , сначала реактор для испытания материалов, затем два прототипа быстрых реакторов-размножителей. Там также были предприятия по изготовлению и переработке для испытательных стендов для материалов и топлива для FBR.
В качестве места расположения реактора был выбран Даунрей, удаленный от крупных населенных пунктов, по соображениям безопасности. [7] С 2008 года объектом управляла компания Dounreay Site Restoration Ltd (DSRL), выдавшая лицензию на объект, а в 2012 году управление было передано по контракту консорциуму под руководством Бэбкока . [8] Однако NDA должна была взять на себя полный контроль, когда DSRL стала дочерней компанией NDA в марте 2021 года. [9]
Первым из реакторов Dounreay, достигшим критичности, был Dounreay Materials Test Reactor (DMTR) в мае 1958 года, исследовательский реактор класса DIDO , производивший высокий поток нейтронов. [10] Этот реактор использовался для проверки характеристик материалов при интенсивном нейтронном облучении, в частности тех, которые предназначены для оболочки твэлов и других структурных применений в активной зоне реактора на быстрых нейтронах . Испытательные образцы были заключены в урансодержащий сплав для увеличения и без того высокого потока нейтронов этого класса реакторов, а затем химически очищены от этого покрытия после облучения. DMTR был закрыт в 1969 году, когда работа по испытанию материалов была консолидирована в Harwell Laboratory .
Вторым действующим реактором (хотя и первым, строительство которого началось) был быстрый реактор Dounreay (DFR), который достиг критичности 14 ноября 1959 года. Электроэнергия экспортировалась в Национальную энергосистему с 14 октября 1962 года до тех пор, пока реактор не был отключен для вывода из эксплуатации в марте 1977 года. [11] : 81 За время своей эксплуатации DFR произвел более 600 миллионов кВт·ч электроэнергии, [12] из которых 540 миллионов кВт·ч было поставлено в сеть. [13]
Строительство DFR и связанных с ним объектов обошлось в 15 миллионов фунтов стерлингов в деньгах конца 1950-х годов (что эквивалентно 370 миллионам фунтов стерлингов в 2021 году). [14] Он был спроектирован для выработки 60 МВт тепловой энергии и достижения 2% выгорания топлива. [15] Он достиг 30 МВт в августе 1962 года и 60 МВт в июле 1963 года, что позволило ему производить номинальные 14 МВт (электрические). [11] : 74 Реактор был окружен 139-футовой (42-метровой) стальной сферой, которая до сих пор является заметной чертой ландшафта, которая была построена компанией Motherwell Bridge Company.
DFR представлял собой FBR петлевого типа, охлаждаемый первичными и вторичными контурами NaK , с 24 первичными контурами теплоносителя. Активная зона реактора изначально была заполнена урановым металлическим топливом, стабилизированным молибденом и покрытым ниобием . Активная зона позднее использовалась для испытания оксидного топлива для PFR и предоставляла экспериментальное пространство для поддержки зарубежных программ разработки топлива и материалов для быстрых реакторов.
Он имел более 5000 элементов-размножителей из природного урана в нержавеющей стали, расположенных во внутренних и внешних секциях-размножителях. [11] : 75 Многие из них были заменены в 1965 году.
Пиковая годовая чистая выработка в 55,9 ГВт-ч пришлась на 1972 год, тогда как средняя годовая чистая выработка за все время составила 32,1 ГВт-ч. [13]
Третьим и последним реактором, эксплуатируемым UKAEA и построенным на площадке в Дунрее, был прототип быстрого реактора (PFR). [16] В 1966 году было объявлено, что PFR будет построен в Дунрее. [17] PFR был быстрым реактором-размножителем бассейнового типа , охлаждаемым 1500 тоннами [18] жидкого натрия и работающим на МОКС- топливе . Проектная мощность PFR составляла 250 МВт (электрическая). [19]
Он достиг критичности в 1974 году и начал поставлять электроэнергию в Национальную энергосистему в январе 1975 года. Было много задержек и проблем с надежностью, прежде чем он достиг полной мощности. [11] : 79 Он имел три контура охлаждения. Утечки в парогенераторах натриевой воды отключили один, а затем два контура охлаждения в 1974 и 1975 годах. К августу 1976 года он достиг 500 МВт, [11] : 80 (чтобы произвести около 166 МВт), а в 1985 году он впервые достиг своей проектной мощности в 250 МВт. [17]
В 1988 году было объявлено, что финансирование исследований FBR сокращается со 105 миллионов фунтов стерлингов до 10 миллионов фунтов стерлингов в год, а финансирование PFR прекратится в 1994 году. [11] : 87
Реактор был выведен из эксплуатации в 1994 году, что ознаменовало конец ядерной энергетики на объекте. Всего он выработал 9250 ГВт·ч. [18] Коэффициент нагрузки за весь срок службы , зафиксированный МАГАТЭ, составил 26,9%. Пиковая и средняя за весь срок службы годовая чистая выработка составила 1042,6 ГВт·ч и 528,1 ГВт·ч соответственно. [19]
Панель управления реактором была предназначена для выставки, посвященной реактору, в Лондонском музее науки в 2016 году. [20]
Завод по переработке топлива MTR был построен в самом начале эксплуатации объекта в Дунрее и проработал более 30 лет, перерабатывая в небольших масштабах как топливо из UKAEA и других британских реакторов, так и, на коммерческой основе, некоторое количество иностранного топлива. [21]
В конце 1950-х годов был построен завод по переработке облученного топлива быстрого реактора Dounreay для переработки облученного ВОУ-топлива активной зоны экспериментального быстрого реактора Dounreay мощностью 15 МВт(э). Основным продуктом этого завода был высокочистый раствор обогащенного раствора нитрата урана для последующей переработки в топливо. Использовать этот завод для переработки природного или низкообогащенного топлива было неэффективно, бланкетное топливо реактора-размножителя Dounreay перерабатывалось в Уиндскейле/Селлафилде. В 1970-х годах этот завод был существенно модернизирован и расширен, чтобы иметь возможность перерабатывать смешанное оксидное топливо из промышленного прототипа быстрого реактора (PFR) на месте, проектная мощность которого составляла 250 МВт(э). Это топливо имело высокое содержание плутония, в отличие от ранее обрабатываемого ВОУ-топлива, и была добавлена линия разделения и очистки плутония для получения оксида плутония. Изменения включали работу по улучшению сдерживания и приведению в соответствие с более современными стандартами безопасности. [22]
Поскольку все реакторы были остановлены, [7] уход и обслуживание старого завода и деятельность по выводу из эксплуатации означали, что Dounreay все еще сохранил большую рабочую силу. Коммерческая переработка отработанного ядерного топлива и отходов на площадке Dounreay была остановлена правительством Великобритании в 1998 году, хотя некоторые отходы все еще принимаются с других ядерных объектов в особых обстоятельствах.
65-метровая (213 футов) глубиной шахта на заводе была заполнена радиоактивными отходами и не менее 2 кг натрия и калия. [23] 10 мая 1977 года морская вода, затопившая шахту, бурно отреагировала с натрием и калием, сбросив массивные стальные и бетонные крышки шахты. [23] Этот взрыв усеял территорию радиоактивными частицами. [23]
Десятки тысяч фрагментов радиоактивного топлива вылетели с завода в период с 1963 по 1984 год, в результате чего с 1997 года был запрещен лов рыбы в радиусе двух километров (одна морская миля) от завода. [24] Предполагается, что эти измельченные осколки были смыты в море при осушении прудов-охладителей. [24] По состоянию на 2011 год [обновлять]более 2300 радиоактивных частиц были извлечены со дна моря и более 480 — с пляжей. [24] По состоянию на 2019 год запрет на вылов морепродуктов в радиусе [обновлять]2 км все еще действовал, но никаких других ограничений не было. [25]
После инцидента в мае 1998 года, когда механический экскаватор перерезал главный силовой кабель и на 16 часов прервал основное и резервное электроснабжение объекта, [26] работы были остановлены в районе топливного цикла (FCA), а Управление по охране здоровья и безопасности Великобритании и Агентство по охране окружающей среды Шотландии провели аудит безопасности завода . В сентябре 1998 года был опубликован крайне критический отчет, в котором содержалось 143 рекомендации по улучшению. [27]
Основными моментами, вызывающими беспокойство, были:
В заключительном отчете 2001 года по аудиту было отмечено, что UKAEA удовлетворительно отреагировала на 89 рекомендаций, а на оставшиеся 54 будут даны ответы в среднесрочной и долгосрочной перспективе. [28] В ноябре 1998 года в отчете Dounreay - The way ahead (Доунрей - Путь вперед ) UKAEA объявила о предлагаемом графике ускоренного вывода из эксплуатации, сократив первоначальный график со 100 до 60 лет. Первоначально стоимость оценивалась в 4,3 миллиарда фунтов стерлингов. [29] План ускоренного вывода из эксплуатации приветствовался организацией Friends of the Earth Scotland (Друзья Земли Шотландии) , но экологическая группа по-прежнему выступала против дальнейшей переработки топлива на объекте.
После отчета 1998 года Министерству торговли и промышленности было представлено три варианта действий с 25 тоннами радиоактивного реакторного топлива в Доунрее. Варианты были следующими:
В конечном итоге был разработан план по вывозу облученного и необлученного топлива на ядерный объект в Селлафилде, начиная с 2014 года. В 2018 году NDA сообщило, что он будет завершен в 2018/2019 годах. [30]
1 апреля 2005 года владельцем площадки стало Управление по выводу из эксплуатации ядерных объектов (NDA), а UKAEA осталась оператором. Первоначально планировалось, что вывод из эксплуатации Dounreay приведет площадку к временному состоянию ухода и наблюдения к 2036 году, а к 2336 году — к заброшенной территории , что обойдется в 2,9 млрд фунтов стерлингов. [31]
Новая компания Dounreay Site Restoration Limited (DSRL) была создана как дочернее предприятие Управления по атомной энергии Соединенного Королевства (UKAEA) для управления процессом вывода из эксплуатации. К маю 2008 года смета расходов на вывод из эксплуатации была пересмотрена. Ожидалось, что удаление всех отходов с объекта займет до конца 2070-х годов, а конечная точка проекта была запланирована на 2300 год. [32]
Помимо вывода из эксплуатации реакторов, завода по переработке и связанных с ними объектов, необходимо было решить пять основных экологических проблем:
Исторически сложилось так, что большая часть управления ядерными отходами в Dounreay была плохой. 18 сентября 2006 года Норман Харрисон, исполняющий обязанности главного операционного директора, предсказал, что на объекте возникнет больше проблем из-за старых методов работы по мере продолжения работ по выводу из эксплуатации. В некоторые части завода вводятся впервые за 50 лет. [38]
В 2007 году UKAEA признала себя виновной по четырем пунктам обвинения в соответствии с Законом о радиоактивных веществах 1960 года, касающимся деятельности в период с 1963 по 1984 год: один из них касался утилизации радиоактивных отходов на свалке на территории завода в период с 1963 по 1975 год, а три других — незаконного сброса радиоактивных отходов и выброса частиц ядерного топлива в море [39] [40] , что привело к штрафу в размере 140 000 фунтов стерлингов. [41]
В 2007 году был согласован новый план вывода из эксплуатации, рассчитанный на 25 лет и стоимость 2,9 млрд фунтов стерлингов, год спустя пересмотренный до 17 лет и стоимостью 2,6 млрд фунтов стерлингов. [29]
Из-за содержащихся на объекте урана и плутония он считается объектом риска безопасности, и там присутствует большое количество полиции. [7]
В 2013 году был завершен детальный проект крупного проекта по выводу из эксплуатации шахты среднеактивных отходов, и работы должны были начаться позднее в этом году. Работа включала бы извлечение и упаковку более 1500 тонн радиоактивных отходов. [42] По состоянию на 2013 год [обновлять]запланированная дата «промежуточного конечного состояния» была перенесена на 2022–2025 годы. [43] В марте 2014 года пожарные потушили небольшой пожар в районе, используемом для хранения низкоактивных ядерных отходов. [44]
7 октября 2014 года пожар на объекте PFR привёл к «выбросу радиоактивности несанкционированным путём». Управление по ядерному регулированию (ONR) пришло к выводу, что к пожару привели «процедурные несоответствия и поведенческие практики», и направило уведомление об улучшении в Dounreay Site Restoration Limited. [45] [46] В 2015 году сотрудники, занимающиеся выводом из эксплуатации, выразили недоверие руководству станции и опасения за свою безопасность. [47]
В 2016 году началась работа по демонтажу активной зоны PFR. [48] Также были объявлены планы по перевозке около 700 кг (1500 фунтов) отходов высокообогащенного урана в Соединенные Штаты. [49] [50]
7 июня 2019 года произошел инцидент с низким уровнем радиоактивного загрязнения , который привел к эвакуации объекта. Представитель DSRL заявил: «Не было никакого риска для населения, никакого повышенного риска для рабочей силы и никаких выбросов в окружающую среду». [51]
23 декабря 2019 года NDA объявило о завершении передачи всего плутония из Даунрея в Селлафилд, где в настоящее время хранятся все значительные запасы плутония в Великобритании. [52]
20 августа 2020 года была объявлена новая дата, когда объект станет доступен для других целей — 23:33, в рамках нового проекта стратегии рекультивации. [53]
В апреле 2023 года Dounreay стал подразделением Magnox Ltd в рамках упрощенной операционной модели для группы NDA. [54] Лицензия на участок была передана от DSRL компании Magnox Ltd, а сотрудники на участке Dounreay были переведены из DSRL в Magnox Ltd. В октябре 2023 года Magnox Ltd была переименована в « Nuclear Restoration Services », [55] а подразделение Dounreay стало именоваться «NRS Dounreay». [56]
В апреле 2019 года DSRL заключила шесть рамочных контрактов на услуги по выводу из эксплуатации в Dounreay. Общая стоимость этих контрактов оценивается в £400 миллионов. [57]
Рядом с площадкой Dounreay находится Vulcan NRTE. Ранее HMS Vulcan, Vulcan NRTE является учреждением Министерства обороны Великобритании (MoD), которым управляет Rolls-Royce Submarines . На площадке ранее эксплуатировались два отдельных прототипа ядерных реакторов , испытывались пять различных типов активных зон подводных реакторов . [58]